高二物理選修3 電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用 ppt

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1、電磁感應(yīng)規(guī)律綜合應(yīng)用的常見題型電磁感應(yīng)規(guī)律綜合應(yīng)用的常見題型1 1、電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題、電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題2 2、電磁感應(yīng)中的電路問、電磁感應(yīng)中的電路問題題3 3、電磁感應(yīng)中的能量問題、電磁感應(yīng)中的能量問題4 4、電磁感應(yīng)中的圖象問題、電磁感應(yīng)中的圖象問題例例1 1、已知：已知：ABAB、CDCD足夠長(zhǎng)，足夠長(zhǎng)，L L，B B，R R。金屬棒。金屬棒abab垂直垂直于導(dǎo)軌放置，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為于導(dǎo)軌放置，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，質(zhì)量為，質(zhì)量為m m，從，從靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，導(dǎo)軌和金屬棒的電阻阻都不計(jì)。求靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，導(dǎo)軌和金屬棒的電阻阻都不計(jì)。求abab棒下滑的最大速度棒下滑

2、的最大速度DCABBabR速度最大時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)速度最大時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)受力分析，列動(dòng)力學(xué)方程受力分析，列動(dòng)力學(xué)方程AFfmgsin22cossinLBmgmgv1、電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題、電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題例例2 2、如圖如圖B=0.2TB=0.2T，金屬棒，金屬棒abab向右勻速運(yùn)動(dòng)，向右勻速運(yùn)動(dòng)，v=5m/sv=5m/s，L=40cmL=40cm，電阻，電阻R=0.5R=0.5, ,其余電阻不計(jì)，摩擦也不計(jì)，試其余電阻不計(jì)，摩擦也不計(jì)，試求：求：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 感應(yīng)電流的大小和方向感應(yīng)電流的大小和方向使金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)所需的拉力使金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)所需的拉力 感應(yīng)電流的功率感應(yīng)電流

3、的功率拉力的功率拉力的功率RFm rMNQPabBBLvE 右手定則右手定則ILBFFA勻速運(yùn)動(dòng)RIP2vFFvPA基本方法：基本方法：1、用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律、用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律 求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。2、求回路中的電流強(qiáng)度、求回路中的電流強(qiáng)度3、分析導(dǎo)體受力情況（、分析導(dǎo)體受力情況（包含安培力，用左手定則包含安培力，用左手定則）4、列動(dòng)力學(xué)方程求解。、列動(dòng)力學(xué)方程求解。例例3 3、導(dǎo)軌光滑、水平、電阻不計(jì)、間距導(dǎo)軌光滑、水平、電阻不計(jì)、間距L=0.20mL=0.20m；導(dǎo)體棒；導(dǎo)體棒長(zhǎng)也為長(zhǎng)也為L(zhǎng) L、電阻不計(jì)、垂直靜止于導(dǎo)軌上；磁場(chǎng)豎直

4、向下、電阻不計(jì)、垂直靜止于導(dǎo)軌上；磁場(chǎng)豎直向下且且B=0.5TB=0.5T；已知電阻已知電阻R=1.0；現(xiàn)有一個(gè)外力現(xiàn)有一個(gè)外力F F沿軌道拉桿沿軌道拉桿 ，使之做勻加速運(yùn)動(dòng)，測(cè)得，使之做勻加速運(yùn)動(dòng)，測(cè)得F F與時(shí)間與時(shí)間t t的關(guān)系如圖所示，求的關(guān)系如圖所示，求桿的質(zhì)量和加速度桿的質(zhì)量和加速度a a。BFRF/N048 12 16 20 2428t/s12345678maFFA分析：maRatLBF22代入解方程時(shí)時(shí)NFtNFt430202130S末功率？末功率？例例1 1、圓環(huán)水平、半徑為圓環(huán)水平、半徑為a a、總電阻為、總電阻為2R2R；磁場(chǎng)豎直向下、；磁場(chǎng)豎直向下、磁感強(qiáng)度為磁感強(qiáng)度為

5、B B；導(dǎo)體棒；導(dǎo)體棒MNMN長(zhǎng)為長(zhǎng)為2a2a、電阻為、電阻為R R、粗細(xì)均勻、與、粗細(xì)均勻、與圓環(huán)始終保持良好的電接觸；當(dāng)金屬棒以恒定的速度圓環(huán)始終保持良好的電接觸；當(dāng)金屬棒以恒定的速度v v向向右移動(dòng)經(jīng)過環(huán)心右移動(dòng)經(jīng)過環(huán)心O O時(shí)，求：（時(shí)，求：（1 1）棒上電流的大小和方向及）棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓棒兩端的電壓U UMNMN（2 2）在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總的）在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總的熱功率。熱功率。BvMNo2、電磁感應(yīng)中的電路問題、電磁感應(yīng)中的電路問題利用利用E=BLV求電動(dòng)勢(shì)，右手定則判斷方向求電動(dòng)勢(shì)，右手定則判斷方向分析電路畫等效電路圖分析電路畫等效電路圖計(jì)算功率R

6、Ip2例例2 2、線圈線圈5050匝、橫截面積匝、橫截面積20cm220cm2、電阻為、電阻為1 1；已知電；已知電阻阻R=99R=99；磁場(chǎng)豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度以；磁場(chǎng)豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度以100T/s100T/s的變化的變化度均勻減小。在這一過程中通過電阻度均勻減小。在這一過程中通過電阻R R的電流多大小和的電流多大小和方向？方向？BR利用楞次定律判斷方向利用楞次定律判斷方向求電動(dòng)勢(shì)由tBSntnE畫等效電路圖利用閉合歐姆定律求電流畫等效電路圖利用閉合歐姆定律求電流基本方法：基本方法：1 1、用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律、用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。確定感應(yīng)

7、電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。2 2、畫等效電路。、畫等效電路。3 3、運(yùn)用閉合電路歐姆定律，串并聯(lián)電、運(yùn)用閉合電路歐姆定律，串并聯(lián)電路性質(zhì)，電功率等公式聯(lián)立求解。路性質(zhì)，電功率等公式聯(lián)立求解。例例1 1、=30=30，L=1mL=1m，B=1TB=1T，導(dǎo)軌光滑電阻不計(jì)，導(dǎo)軌光滑電阻不計(jì)，F(xiàn) F功率功率恒定且為恒定且為6W6W，m=0.2kgm=0.2kg、R=1R=1，abab由由靜止開始運(yùn)動(dòng)，由由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)當(dāng)s=2.8ms=2.8m時(shí)，獲得穩(wěn)定速度，在此過程中時(shí)，獲得穩(wěn)定速度，在此過程中abab產(chǎn)生的熱量產(chǎn)生的熱量Q=5.8JQ=5.8J，g=10m/sg=10m/s2 2，求：（，求：（1

8、 1）abab棒的穩(wěn)定速度棒的穩(wěn)定速度（2 2）abab棒從靜止開始達(dá)到穩(wěn)定速度所需時(shí)間。棒從靜止開始達(dá)到穩(wěn)定速度所需時(shí)間。abBF3 3、電磁感應(yīng)中的能量問題電磁感應(yīng)中的能量問題sin) 1 (mgFFA速度穩(wěn)定時(shí)smv/2QmghEPtK）從能量的角度看：（2st5 . 1例例2 2、水平面光滑，金屬環(huán)水平面光滑，金屬環(huán)r=10cmr=10cm、R=1R=1、m=1kgm=1kg，v=v=10m/s10m/s向右勻速滑向有界磁場(chǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)向右勻速滑向有界磁場(chǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=0.5TB=0.5T；從環(huán)；從環(huán)剛進(jìn)入磁場(chǎng)算起，到剛好有一半進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，圓環(huán)釋放剛進(jìn)入磁場(chǎng)算起，到剛好有一半進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，

9、圓環(huán)釋放了了32J32J的熱量，求：（的熱量，求：（1 1）此時(shí)圓環(huán)中電流的即時(shí)功率；）此時(shí)圓環(huán)中電流的即時(shí)功率；（2 2）此時(shí)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的加速度。）此時(shí)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的加速度。B BvFvP 求瞬時(shí)功率用?, vFA？合mFmFaA能量轉(zhuǎn)化特點(diǎn)：能量轉(zhuǎn)化特點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線或磁通量發(fā)導(dǎo)體切割磁感線或磁通量發(fā)生變化在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，機(jī)械能或其他生變化在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，機(jī)械能或其他形式的能量便轉(zhuǎn)化為電能。形式的能量便轉(zhuǎn)化為電能。具有感應(yīng)電流的導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受安培力作用具有感應(yīng)電流的導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受安培力作用或通過電阻發(fā)熱，又可使電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或或通過電阻發(fā)熱，又可使電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或電阻的內(nèi)能，因

10、此電磁感應(yīng)過程總是伴隨著能電阻的內(nèi)能，因此電磁感應(yīng)過程總是伴隨著能量的轉(zhuǎn)化。量的轉(zhuǎn)化?；痉椒ǎ夯痉椒ǎ河梅ɡ陔姶鸥袘?yīng)定律和楞次定律確定用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)動(dòng)勢(shì)的大小和方向。感應(yīng)動(dòng)勢(shì)的大小和方向。畫出等效電路，求回路中電阻消耗電功率的表達(dá)式。畫出等效電路，求回路中電阻消耗電功率的表達(dá)式。分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化，用能量守恒關(guān)系得到機(jī)械分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化，用能量守恒關(guān)系得到機(jī)械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程。功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程。1.如圖所示，一寬如圖所示，一寬40cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里一邊

11、長(zhǎng)為里一邊長(zhǎng)為20cm的正方形導(dǎo)線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場(chǎng)邊的正方形導(dǎo)線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場(chǎng)邊界的恒定速度界的恒定速度v20cm/s通過磁場(chǎng)區(qū)域，在運(yùn)動(dòng)過程中，線框有通過磁場(chǎng)區(qū)域，在運(yùn)動(dòng)過程中，線框有一邊始終與磁場(chǎng)區(qū)域的邊界平行取它剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻一邊始終與磁場(chǎng)區(qū)域的邊界平行取它剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻t0. 在在下列圖線中，正確反映感應(yīng)電流隨時(shí)間變化規(guī)律的是下列圖線中，正確反映感應(yīng)電流隨時(shí)間變化規(guī)律的是dcba思考思考: :你能作出你能作出ad間電壓與時(shí)間的關(guān)系圖象嗎間電壓與時(shí)間的關(guān)系圖象嗎? ? c 4、電磁感應(yīng)中的圖象問題、電磁感應(yīng)中的圖象問題2 2、如圖所示豎直放置的螺線管和導(dǎo)線、如圖所示豎直放置的螺線管和導(dǎo)線abcd構(gòu)成回路，構(gòu)成回路，螺線管下方水平桌面上有一導(dǎo)體環(huán)。當(dāng)導(dǎo)線螺線管下方水平桌面上有一導(dǎo)體環(huán)。當(dāng)導(dǎo)線abcd所圍所圍區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)按下列哪一圖示方式變化時(shí)，導(dǎo)體環(huán)將區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)按下列哪一圖示方式變化時(shí)，導(dǎo)體環(huán)將受到向上的磁場(chǎng)力作用？受到向上的磁場(chǎng)力作用？adcb B0tB0tB0tB0tBABCD A